JP7340839B2 - Power element manufacturing equipment and power element manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、パワーエレメントの製造装置およびパワーエレメントの製造方法に関する。 The present invention relates to a power element manufacturing apparatus and a power element manufacturing method .
従来、自動車に搭載される空調装置等に用いる冷凍サイクルについては、設置スペースや配管作業を省略するために、冷媒の通過量を温度に応じて調整する感温機構内蔵型の温度膨張弁が使用されている。このような膨張弁の弁本体は、高圧の冷媒が導入される入口ポートと入口ポートに連通する弁室とを有するとともに、弁本体の頂部には、パワーエレメントと称する弁部材の駆動機構が装備される。 Conventionally, refrigeration cycles used in air conditioners installed in automobiles use thermal expansion valves with a built-in temperature-sensing mechanism that adjust the amount of refrigerant passing according to the temperature in order to save installation space and reduce piping work. has been done. The valve body of such an expansion valve has an inlet port into which high-pressure refrigerant is introduced and a valve chamber that communicates with the inlet port, and the top of the valve body is equipped with a drive mechanism for the valve member called a power element. be done.
特許文献1に示すパワーエレメントは、圧力作動室を形成する上蓋部材と、圧力を受けて弾性変形する薄板のダイアフラムと、円盤状の受け部材で構成され、3つの部材を重ね合わせて円周部をTIG溶接などにより接合して形成される。このようなパワーエレメントは、膨張弁に限らず定圧弁などにも使用される。 The power element shown in Patent Document 1 is composed of an upper lid member that forms a pressure working chamber, a thin plate diaphragm that elastically deforms under pressure, and a disc-shaped receiving member, and the three members are overlapped to form a circumferential portion. It is formed by joining them by TIG welding or the like. Such power elements are used not only for expansion valves but also for constant pressure valves and the like.
ところで、パワーエレメントの上蓋部材とダイアフラムで形成される圧力作動室には、不活性ガスなどの作動ガスが所定圧で封入される。このとき、圧力作動室に作動ガスを封入するために、上蓋部材の頂部に穴を設け、この穴から作動ガスを封入した後に鋼球等で穴を塞ぎプロジェクション溶接などによって圧力作動室を封止している。 By the way, a working gas such as an inert gas is sealed at a predetermined pressure in a pressure working chamber formed by the upper lid member and the diaphragm of the power element. At this time, in order to seal the working gas into the pressure working chamber, a hole is provided at the top of the top cover member, and after filling the working gas through this hole, the hole is covered with a steel ball, etc., and the pressure working chamber is sealed by projection welding or the like. are doing.
しかしながら、上記手法により圧力作動室を封入するために、プロジェクション溶接機を含む製造設備が必要になり、パワーエレメント及び膨張弁のコストの増大を招来する。 However, in order to seal the pressure working chamber using the above method, manufacturing equipment including a projection welding machine is required, leading to an increase in the cost of the power element and the expansion valve.
また、上蓋部材に形成した穴にキャピラリと呼ばれる金属管をロウ付けした後、キャピラリを介して作動ガスを注入した後、キャピラリの端部を閉じることが行われることもあるが、作動ガスの封入前にロウ付けを行わなくてはならず、製造工数がかかる。 In addition, after brazing a metal tube called a capillary into a hole formed in the upper lid member and injecting working gas through the capillary, the end of the capillary is sometimes closed; Brazing must be performed beforehand, which increases manufacturing man-hours.
そこで本発明は、簡素な設備を用いつつ、製造工数を抑えてパワーエレメントを製造できる、パワーエレメントの製造装置およびパワーエレメントの製造方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a power element manufacturing apparatus and a power element manufacturing method that can manufacture a power element with a reduced number of manufacturing steps while using simple equipment.
上記目的を達成するために、本発明によるパワーエレメントの製造装置は、蓋部材と受け部材でダイアフラムを挟持してなるパワーエレメントの製造装置であって、
所定圧のガスを内部に密封可能であり、開口部を備えた筐体と、
前記開口部を覆う光透過部材と、
前記筐体内に配置され、前記蓋部材と、前記ダイアフラムと、前記受け部材とを重ねた状態で保持する保持軸と、
前記保持軸を回転させる駆動源と、
前記筐体の外部から前記開口部を介して、前記蓋部材と前記受け部材との重ね合わせ部にレーザ光を照射して溶接を行うレーザ光源と、を有し、
前記保持軸は、上部軸と下部軸とを同軸に配置してなり、
前記上部軸は、前記蓋部材の周縁が当接する上部軸周囲部、前記上部軸周囲部の中央に形成された上部軸凹部、および前記上部軸の外周と上部軸凹部の内周とを連通する上部軸連通孔を有し、
前記下部軸は、前記受け部材の周縁が当接する下部軸周囲部、前記下部軸周囲部の中央に形成された下部軸凹部、および前記下部軸の外周と下部軸凹部の内周とを連通する下部軸連通孔を有する、ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a power element manufacturing apparatus according to the present invention is a power element manufacturing apparatus in which a diaphragm is sandwiched between a lid member and a receiving member,
A casing that can seal gas at a predetermined pressure inside and has an opening;
a light transmitting member that covers the opening;
a holding shaft that is disposed within the housing and holds the lid member, the diaphragm, and the receiving member in a stacked state;
a drive source that rotates the holding shaft;
a laser light source that performs welding by irradiating a laser beam from the outside of the casing to the overlapping portion of the lid member and the receiving member through the opening ,
The holding shaft has an upper shaft and a lower shaft arranged coaxially,
The upper shaft communicates with an upper shaft periphery that a peripheral edge of the lid member comes into contact with, an upper shaft recess formed at the center of the upper shaft periphery, and an outer periphery of the upper shaft and an inner periphery of the upper shaft recess. Has an upper shaft communication hole,
The lower shaft communicates with a lower shaft periphery that the peripheral edge of the receiving member contacts, a lower shaft recess formed at the center of the lower shaft periphery, and an outer periphery of the lower shaft and an inner periphery of the lower shaft recess. It is characterized by having a lower shaft communication hole .
また、本発明によるパワーエレメントの製造方法は、蓋部材と受け部材でダイアフラムを挟持してなるパワーエレメントの製造方法であって、
前記蓋部材の周縁が当接する上部軸周囲部、前記上部軸周囲部の中央に形成された上部軸凹部、および上部軸の外周と上部軸凹部の内周とを連通する上部軸連通孔を有する上部軸と、前記受け部材の周縁が当接する下部軸周囲部、前記下部軸周囲部の中央に形成された下部軸凹部、および下部軸の外周と下部軸凹部の内周とを連通する下部軸連通孔を有する下部軸とを用いて、前記蓋部材と、前記ダイアフラムと、前記受け部材とを重ねた状態で筐体内に保持し、
前記筐体内に、所定圧のガスを注入し、
前記蓋部材と前記ダイアフラムと前記受け部材とを回転させながら、前記筐体の外部から、前記蓋部材と前記受け部材との重ね合わせ部にレーザ光を照射して溶接を行って、被溶接物を形成し、
前記筐体内の前記ガスを排出して、前記被溶接物を前記筐体から取り出す、ことを特徴とする。
Further, a method for manufacturing a power element according to the present invention is a method for manufacturing a power element in which a diaphragm is sandwiched between a lid member and a receiving member,
The upper shaft periphery has an upper shaft periphery that the periphery of the lid member comes into contact with, an upper shaft recess formed in the center of the upper shaft periphery, and an upper shaft communication hole that communicates the outer periphery of the upper shaft with the inner periphery of the upper shaft recess. an upper shaft, a lower shaft periphery with which a peripheral edge of the receiving member comes into contact, a lower shaft recess formed in the center of the lower shaft periphery, and a lower shaft communicating with the outer periphery of the lower shaft and the inner periphery of the lower shaft recess; holding the lid member, the diaphragm, and the receiving member in a stacked state in a housing using a lower shaft having a communication hole ;
Injecting gas at a predetermined pressure into the housing,
While rotating the lid member, the diaphragm, and the receiving member, welding is performed by irradiating the overlapped portion of the lid member and the receiving member from outside the housing with a laser beam, thereby welding the object to be welded. form,
The method is characterized in that the gas in the casing is exhausted and the workpiece to be welded is taken out from the casing.
本発明により、簡素な設備を用いながら、低コストでパワーエレメントを製造できる、パワーエレメントの製造装置およびパワーエレメントの製造方法を提供することができる。
According to the present invention, it is possible to provide a power element manufacturing apparatus and a power element manufacturing method that can manufacture a power element at low cost using simple equipment.
以下、図面を参照して、本発明にかかる実施形態について説明する。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
(方向の定義)
本明細書において、弁体から作動棒に向かう方向を「上方向」と定義し、作動棒から弁体に向かう方向を「下方向」と定義する。よって、本明細書では、膨張弁又は定圧弁の姿勢に関わらず、弁体から作動棒に向かう方向を「上方向」と呼ぶ。
(Definition of direction)
In this specification, the direction from the valve body toward the actuation rod is defined as "upward direction," and the direction from the actuation rod toward the valve body is defined as "downward direction." Therefore, in this specification, the direction from the valve body toward the actuating rod is referred to as the "upward direction" regardless of the orientation of the expansion valve or the constant pressure valve.
(第1の実施形態)
図1を参照して、パワーエレメントを用いた膨張弁1の概要について説明する。図1は、本実施形態における膨張弁1を、冷媒循環システム100に適用した例を模式的に示す概略断面図である。本実施例では、膨張弁1は、コンプレッサ101と、コンデンサ102と、エバポレータ104とに流体接続されている。
(First embodiment)
Referring to FIG. 1, an overview of an expansion valve 1 using a power element will be described. FIG. 1 is a schematic sectional view schematically showing an example in which the expansion valve 1 according to the present embodiment is applied to a
膨張弁1は、弁室VSを備える弁本体2と、弁体3と、付勢装置4と、作動棒(作動部材)5と、リングばね6と、パワーエレメント8とを具備する。膨張弁1の軸線をLとする。
The expansion valve 1 includes a
弁本体2は、弁室VSに加え、第1流路21および第2流路22を備える。第1流路21は供給側流路であり、弁室VSには、供給側流路を介して冷媒(流体ともいう)が供給される。第2流路22は排出側流路であり、弁室VS内の流体は、作動棒挿通孔27及び排出側流路を介して膨張弁外に排出される。第1流路21と弁室VSとの間は、第1流路21より小径の接続路21aにより連通している。
The
弁体3は、弁室VS内に配置される。弁体3が弁本体2の環状の弁座20に着座しているとき、第1流路21と第2流路22とは非連通状態となる。一方、弁体3が弁座20から離間しているとき、第1流路21と第2流路22とは連通状態となる。
The
作動棒挿通孔27に隙間を持って挿通された作動棒5の下端は、弁体3の上面に接触している。また、作動棒5は、付勢装置4による付勢力に抗して弁体3を開弁方向に押圧することができる。作動棒5が下方向に移動するとき、弁体3は、弁座20から離間し、膨張弁1が開状態となる。
The lower end of the actuating
次にパワーエレメント8について説明する。パワーエレメント8は、弁本体2の頂部に設けられた凹部2aに取り付けられている。凹部2aは連通路2bを介して、エバポレータ104からの冷媒が通過する、弁本体2内の戻り流路23と連通している。連通路2b内を作動棒5が通過している。
Next, the
パワーエレメント8は、上蓋部材(蓋部材ともいう)82と、ダイアフラム83と、受け部材86とを有し、これにストッパ部材84を組み合わせて使用される。
The
上蓋部材82は、例えばSUS製の板材をプレス成形することによって形成され、中央のドーム部82aと、ドーム部82aの下端から放射状に広がる放射状のフランジ部82bとを有する。上蓋部材82は、上下面を連通する穴を有していない。
The
ダイアフラム83は、同心円の凹凸形状を複数個形成した薄い金属製の板材からなる。
The
受け部材86は、例えばSUS製の板材をプレス成形することによって形成され、上蓋部材82のフランジ部82bの外径とほぼ同じ外径を持つフランジ部86aと、フランジ部86aの下面中央に連設された中空円筒部86bとを有している。パワーエレメント8の製造工程については、後述する。
The receiving
リングばね6は、図1において弁本体2の凹状にくぼんだ環状部26内に設置されている。リングばね6は、複数の弾性片を切り起こしてなる板状の部材を、該弾性片が内側となるように円筒形状に湾曲させている。
The
かかる構成を有するリングばね6は、内側を通過する作動棒5の外周に対して、弾性片から押圧力を付与するように機能する。
The
次に、付勢装置4について説明する。図1において、付勢装置4は、円形の線材を螺旋状に巻いたコイルばね41と、コイルばね41の上端に取り付けられて弁体3を支持する弁体サポート42と、コイルばね41の下端を支持しつつ弁本体2に取り付けるばね受け部材43とを有する。ばね受け部材43は、弁本体2の弁室VSを密閉するとともに、弁体3を弁座20に向かって付勢するコイルばね41の端部を支持する機能を有する。
Next, the urging
弁体サポート42の上面には球状の弁体3が溶接され、両者は一体となっている。
The
(膨張弁の動作)
図1を参照して、膨張弁1の動作例について説明する。コンプレッサ101で加圧された冷媒は、コンデンサ102で液化され、膨張弁1に送られる。また、膨張弁1で断熱膨張された冷媒はエバポレータ104に送り出され、エバポレータ104で、エバポレータの周囲を流れる空気と熱交換される。エバポレータ104から戻る冷媒は、膨張弁1(より具体的には、戻り流路23)を通ってコンプレッサ101側へ戻される。
(Operation of expansion valve)
An example of the operation of the expansion valve 1 will be described with reference to FIG. The refrigerant pressurized by the
膨張弁1には、コンデンサ102から高圧冷媒が供給される。より具体的には、コンデンサ102からの高圧冷媒は、第1流路21を介して弁室VSに供給される。
High-pressure refrigerant is supplied to the expansion valve 1 from a
弁体3が、弁座20に着座しているとき(換言すれば、膨張弁1が閉状態のとき)には、弁室VSの上流側の第1流路21と弁室VSの下流側の第2流路22とは、非連通状態である。他方、弁体3が、弁座20から離間しているとき(換言すれば、膨張弁1が開状態のとき)には、弁室VSに供給された冷媒は、作動棒挿通孔27及び第2流路22を通って、エバポレータ104へ送り出される。なお、膨張弁1の閉状態と開状態との間の切り換えは、パワーエレメント8に接続された作動棒5によって行われる。
When the
図1において、パワーエレメント8の内部には、ダイアフラム83により仕切られた圧力作動室PAと下部空間LSとが設けられている。このため、圧力作動室PA内の作動ガス圧が低下すると、作動棒5は上方向に移動し、また作動ガス圧が上昇すると、作動棒5は下方向に移動する。こうして、膨張弁1の開状態と閉状態との間の切り換えが行われる。
In FIG. 1, the
更に、パワーエレメント8の下部空間LSは、戻り流路23と連通している。このため、戻り流路23を流れる冷媒の温度、圧力に応じて、圧力作動室PA内の作動ガスの圧力が変化し、その圧力差で作動棒5が駆動される。換言すれば、図1に記載の膨張弁1では、エバポレータ104から膨張弁1に戻る冷媒の温度、圧力に応じて、膨張弁1からエバポレータ104に向けて供給される冷媒の量が自動的に調整される。
Furthermore, the lower space LS of the
(パワーエレメントの製造装置)
次に、パワーエレメント8の製造装置について説明する。図2は、パワーエレメント8の製造装置200の分解状態での断面図であり、図3は、パワーエレメント8の製造装置200の組付状態での断面図である。
(Power element manufacturing equipment)
Next, a manufacturing apparatus for the
図2,3において、製造装置200は、筐体本体部210と、カバー部220と、保持軸230と、アクチュエータ(駆動源)240とを有する。保持軸230の軸線をXとする。
2 and 3, the
筐体本体部210は、底壁211と、底壁211に植設された角筒または円筒状の本体側壁212とを有する。底壁211には、円形開口213が形成され、本体側壁212には、開口部214が形成されている。
The housing
開口部214の外方には、ホルダ215を介してガラス板GLが取り付けられ、開口部214を覆っている。開口部214とガラス板GLとの間にはパッキンPK1が全周で設けられ、両者間を密封している。光透過部材であれば、ガラス板GL以外にも用いることができる。なお、図示していないが、筐体本体部210には、ガスの流入孔と排出孔とが形成され、それぞれ不図示のガス源とポンプとに接続されている。
A glass plate GL is attached to the outside of the
カバー部220は、頂壁221と、頂壁221に植設された角筒または円筒状のカバー側壁222とを有する。カバー側壁222の断面は、本体側壁212の断面にほぼ等しい。頂壁221には、円形開口223が形成されている。筐体本体部210とカバー部220とで筐体を構成する。
The
保持軸230は、軸線X方向に互いに分離した上部軸231と下部軸235とを有する。下部軸235は、筐体本体部210の円形開口213に対して相対回転可能に挿通された小円筒軸235aと、小円筒軸235aより大径の大円筒軸235bと、中空円筒軸235cとを同軸に連設してなる。
The holding
小円筒軸235aの下端は、筐体本体部210の外部でアクチュエータ240に対して回転駆動可能に連結されている。小円筒軸235aは、外周に溝235dを形成しており、溝235d内にはO-リングOR1が配置されている。O―リングOR1は、小円筒軸235aが円形開口213に挿通されたとき、両者間を密封する機能を有する。
The lower end of the small
中空円筒軸235cは、テーパ状に拡径した上端内周を有し、また径方向の内外周を連通する連通孔235fが形成されている。
The hollow
上部軸231は、カバー部220の円形開口223に対して相対回転可能に挿通された小円筒軸231aと、小円筒軸231aより大径の大円筒軸231bと、中空円筒軸231cとを同軸に連設してなる。
The
小円筒軸231aは、外周に溝231dを形成しており、溝231d内にはO-リングOR2が配置されている。O―リングOR2は、小円筒軸231aが円形開口223に挿通されたとき、両者間を密封する機能を有する。
The small
中空円筒軸231cは、テーパ状に拡径した下端内周を有し、また径方向の内外周を連通する連通孔231fが形成されている。
The hollow
(パワーエレメントの組み立て工程)
次に、パワーエレメント8の組み立て工程を説明する。まず、図2に示すように製造装置200の筐体本体部210とカバー部220とを分離させ、また保持軸230を上部軸231と下部軸235とに分離させる。このとき、筐体本体部210内は大気で満たされた状態のままである。
(Power element assembly process)
Next, the assembly process of the
かかる状態で、下部軸235の中空円筒軸235cの上端に、受け部材86と、ダイアフラム83と、上蓋部材82とを、この順序で載置して重ね合わせる。これにより、受け部材86のフランジ部86aと、上蓋部材82のフランジ部82bとでダイアフラム83の外周を挟持することとなる。
In this state, the receiving
その後、筐体本体部210の本体側壁212の端部と、カバー部220のカバー側壁222の端部との間に、パッキンPK2を介在させつつ、筐体本体部210にカバー部220を固定する。これにより、筐体本体部210及びカバー部220内は、外部に対して密封された状態となる(図3)。
After that, the
そこで、不図示の排出孔を介してポンプで、筐体本体部210及びカバー部220内の空気を掃引しつつ、ガス源より流入孔を介して不活性ガス(N2又はHe)を筐体本体部210及びカバー部220内へと注入する。
Therefore, while sweeping the air inside the
筐体本体部210及びカバー部220内に注入された不活性ガスは、連通孔231f、235fを介して中空円筒軸231c、235c内へも進入し、更には、受け部材86とダイアフラム83の隙間を介して、ドーム部82a内へも進入する。
The inert gas injected into the
筐体本体部210及びカバー部220内の不活性ガスが所定圧となったとき、上部軸231を下部軸235に接近させて押圧することで、受け部材86と、ダイアフラム83と、上蓋部材82の外周を隙間なく密着させる。
When the inert gas in the
かかる状態を維持しつつ、外部のレーザ光源(不図示)からレーザ光LBを出射して、ガラス板GLを透過させ、受け部材86のフランジ部86a、ダイアフラム83の外縁部、及び上蓋部材82のフランジ部82bとの重ね合わせ部に集光させる。これにより集光された部位の温度が急激に上昇し、素材が溶融し一体化する。同時に、アクチュエータ240により、受け部材86と上蓋部材82とを保持した保持軸230を回転させることで、フランジ部86a、82bの合わせ部に対し全周にわたって周溶接を行うことができる。レーザ光LBを照射しながらの保持軸230の回転は、1周でもよいが、複数周回転させることで安定した溶接を行うことができる。
While maintaining this state, a laser beam LB is emitted from an external laser light source (not shown), passes through the glass plate GL, and hits the
この時、レーザ光LBの集光部の側方から、アシストガスを吹き付けることで、加熱された部位から飛散する金属蒸気が偏向するため、その凝集物がガラス板GLに付着して透過率を低下させるという不具合を解消できる。また、アシストガスの吹き付けにより金属蒸気の飛散方向を偏向させることで、レーザ光LBの一部が金属蒸気により遮蔽されて集光部に到達しないといった不具合も解消できる。 At this time, by spraying assist gas from the side of the condensing part of the laser beam LB, the metal vapor scattered from the heated area is deflected, and its aggregates adhere to the glass plate GL and reduce the transmittance. This can solve the problem of lowering the performance. Furthermore, by deflecting the scattering direction of the metal vapor by blowing the assist gas, it is possible to eliminate the problem that a part of the laser beam LB is blocked by the metal vapor and does not reach the condensing part.
フランジ部86a、82bの合わせ部が周溶接されることで、上蓋部材82とダイアフラム83とが全周で接合され、所定圧の不活性ガスを密封した圧力作動室PAを持つパワーエレメント(被溶接物)8が製造される。
By welding the joints of the
その後、排出孔を介して筐体本体部210及びカバー部220内の不活性ガスを排出しつつ、筐体本体部210及びカバー部220内を空気で満たす。筐体本体部210とカバー部220とを分離させ、また保持軸230を上部軸231と下部軸235とに分離させ(図2参照)、製造したパワーエレメント8を取り出すことができる。排出されたガスは、所定の処理を施した上で再利用できる。
Thereafter, the interior of the
図1において、製造されたパワーエレメント8を弁本体2に組み付ける際、ストッパ部材84の嵌合孔84cに作動棒5の上端を嵌合させた状態で、受け部材86の中空円筒部86bを弁本体2の凹部2a内に挿入する。このとき、受け部材86のフランジ部86aの下面と弁本体2の上面との間がパッキンPK3で封止される。更に、不図示の締結部材やカシメを用いて、パワーエレメント8を弁本体2に固定する。パワーエレメント8の中空円筒部86bに雄ねじを形成し、凹部2aに形成した雌ねじと螺合させてもよい。かかる状態で、パワーエレメント8の下部空間LSは戻り流路23と連通し、すなわち同じ内圧となる。
In FIG. 1, when assembling the manufactured
本実施形態によれば、圧力作動室PAに不活性ガスを注入するための孔を上蓋部材82に設ける必要がない。したがって、上蓋部材にガス注入孔を設けてここから圧力作動室PA内にガスを注入する従来の工程に比べると、ガス注入孔を塞ぐ工程を省くことができ、製造コスト削減を図ることができる。
According to this embodiment, there is no need to provide a hole in the
(第2の実施形態)
図4は、第2の実施形態にかかるパワーエレメント380を含む定圧弁300の断面図である。
(Second embodiment)
FIG. 4 is a sectional view of a
定圧弁300は、弁本体320と、弁体330と、付勢装置340と、作動棒350と、ストッパ部材360と、パワーエレメント380とを具備する。定圧弁300の軸線をLとする。
The
円柱状の弁本体320は、上端に形成された環状部321と、下端に形成された凹状の弁室322と、上端から弁室322まで軸線Lに沿って貫通する作動棒挿通路323と、作動棒挿通路323に交差する横穴324と、横穴324と弁本体320の側面とをつなぐ側壁開口325と、作動棒挿通路323と並行し弁本体320の上端と横穴324とを連通する連通穴326とを有する。作動棒挿通路323の下端外周には、弁座327が形成されている。
The
側壁開口325には、流出管304の一端がロウ付けにより固定されている。流出管304の他端は、不図示のエバポレータに連結されている。流出管304の軸線をOとする。
One end of the
弁本体320の弁室322には流入管305の上端が内挿され、ロウ付けにより固定されている。流入管305の下端は、コンデンサ(不図示)に連結されている。流入管305の軸線は、定圧弁300の軸線Lに一致する。
The upper end of the
パワーエレメント380は、上蓋部材(蓋部材ともいう)382と、ダイアフラム383と、受け部材386とを有し、これにストッパ部材360を組み合わせて使用される。
The
上蓋部材382は、例えばSUS製の板材をプレス成形することによって形成され、中央のドーム部382aと、ドーム部382aの下端から放射状に広がる放射状のフランジ部382bとを有する。上蓋部材382は、上下面を連通する穴を有していない。
The
ダイアフラム383は、同心円の凹凸形状を複数個形成した薄い金属製の板材からなる。
The
受け部材386は、例えばSUS製の板材をプレス成形することによって形成され、上蓋部材382のフランジ部382bの外径とほぼ同じ外径を持ち、中央開口386bを備えたフランジ部386aを有している。受け部材386の中央開口386bの内周が、環状部321の外周にロウ付けされることで、パワーエレメント380が弁本体320に取り付けられる。
The receiving
上蓋部材382とダイアフラム383とで囲われた空間が圧力作動室PAを形成し、ダイアフラム383と受け部材386とで囲われた空間が下部空間LSを形成する。
A space surrounded by the
ダイアフラム383の下方に、ストッパ部材360が配置されている。ストッパ部材360は、ダイアフラム383に対向する円板361と、円板361に連設された円筒部362とを有する。円筒部362の下面中央には嵌合凹部363が形成され、作動棒350の上端が嵌合している。
A
作動棒350は、弁本体320の作動棒挿通路323に挿通され、その下端が、弁室322内で、球状の弁体330に当接している。
The actuating rod 350 is inserted into the actuating
弁体330が弁座327に当接(着座)しているとき、開口制限がなされて流入管305と流出管304とは非連通状態となる。これに対し、作動棒350が下方向に移動して弁体330を弁座327から離間させると、流入管305と流出管304とは連通状態となる。ただし、弁体330が弁座327に当接した場合でも、制限された量の冷媒を流入管305から流出管304へと流すこともある。
When the
次に、付勢装置340について説明する。図4において、付勢装置340は、円形の線材を螺旋状に巻いたコイルばね341と、コイルばね341の上端に取り付けられて弁体330を支持する弁体サポート342と、コイルばね341の下端を支持しつつ弁本体320に取り付けられるばね受け部材343とを備え、流入管305内に配置されている。付勢部材であるコイルばね341は、弁体330を弁座327に向かって付勢する。
Next, the urging
弁体サポート342は、上面で弁体330を支持するとともに、コイルばね341の上端を支持する機能を有する。
The
ばね受け部材343は、流入管305に固定されてコイルばね341の下端を支持するとともに、冷媒の通過を阻害しない機能を有する。このためばね受け部材343は、短円管形状であって流入管305の内径より小さな外径を有する。ばね受け部材343の外周中央に、周溝343aが形成されている。
The
(定圧弁の組み立て工程)
定圧弁300の組み立て工程について説明する。本実施形態の定圧弁300は、図5に示す製造装置200Aにより製造できる。製造装置200Aは、上述した実施の形態の製造装置200に対して、保持軸230Aの下部軸235Aの構成のみが異なる。より具体的には、下部軸235Aは、小円筒軸235aに対して中空円筒軸235Acを直接連結しており、さらに中空円筒軸235Acは、上端から延在する切欠235Aeを有している。それ以外の構成は、上述した製造装置200と同様であるため、同じ符号を付して重複説明を省略する。
(Assembling process of constant pressure valve)
The assembly process of the
定圧弁300の組み立て時に、まず機械加工により図4に示す形状に加工された弁本体320に対し、受け部材386、流出管304、及び流入管305をロウ付けして、アッセンブリASY(図5参照)を形成する。
When assembling the
その後、図2を参照して、製造装置200Aの筐体本体部210とカバー部220とを分離させ、また保持軸230Aを上部軸231と下部軸235Aとに分離させた状態で、アッセンブリASY、ダイアフラム383、上蓋部材382を、この順序で下部軸235A上にセットする。
Thereafter, with reference to FIG. 2, with the housing
このとき、流入管305が中空円筒軸235Ac内に収容され、また流出管304は切欠235Ae内に収容される。以上により、アッセンブリASYの受け部材386のフランジ部と、上蓋部材382のフランジ部とでダイアフラム383の外周を挟持することとなる。
At this time, the
その後、筐体本体部210にカバー部220を固定し、不図示の排出孔を介してポンプで、筐体本体部210及びカバー部220内の空気を掃引しつつ、ガス源より流入孔を介して不活性ガス(N2又はHe)を筐体本体部210及びカバー部220内へと注入する。
After that, the
筐体本体部210及びカバー部220内に注入された不活性ガスは、連通孔231f、235fを介して中空円筒軸231c、235Ac内へも進入し、更には、受け部材386とダイアフラム383の隙間を介して、ドーム部382a内へも進入する。
The inert gas injected into the
筐体本体部210及びカバー部220内の不活性ガスが所定圧となったとき、上部軸231を下部軸235Aに接近させて押圧することで、受け部材386と、ダイアフラム383と、上蓋部材382の外周を隙間なく密着させる。
When the inert gas in the
かかる状態を維持しつつ、外部のレーザ光源(不図示)からレーザ光LBを出射して、ガラス板GLを透過させ、受け部材386のフランジ部と、上蓋部材382のフランジ部との重ね合わせ部に集光させる。これにより集光された部位の温度が急激に上昇し、素材が溶融し一体化する。同時に、アクチュエータ240により、アッセンブリASYを保持した保持軸230を回転させることで、一対のフランジ部の合わせ部に対し全周にわたって周溶接を行うことができる。
While maintaining this state, a laser beam LB is emitted from an external laser light source (not shown) and transmitted through the glass plate GL, and the overlapped portion of the flange portion of the receiving
一対のフランジ部の合わせ部が周溶接されることで、上蓋部材382とダイアフラム383とが全周で接合され、所定圧の不活性ガスを密封した圧力作動室PAを持つアッセンブリ(被溶接物)ASYが製造される。
The
その後、排出孔を介して筐体本体部210及びカバー部220内の不活性ガスを掃引しつつ、筐体本体部210及びカバー部220内を空気で満たす。筐体本体部210とカバー部220とを分離させ、また保持軸230を上部軸231と下部軸235Aとに分離させ(図2参照)、製造したパワーエレメント380を含むアッセンブリASYを取り出すことができる。
Thereafter, the interior of the
次に、弁体3を下端に溶接した作動棒350を、アッセンブリASYの下端から作動棒挿通路323(図4)内へと挿入して、ストッパ部材360の嵌合凹部363に嵌合させる。更に、付勢装置340を流入管305に組み入れ、ばね受け部材343を所定位置に配置する。かかる状態で、流入管305の外周をポンチ等で叩くことによって、周溝343a内に流入管305の内壁が塑性変形により嵌入し、流入管305に対してばね受け部材343を固定することができる。
Next, the actuating rod 350 with the
本実施形態の定圧弁300は、複数のロウ付け箇所を有するため、ロウ付け用の炉内で加熱される必要がある。しかるに、ロウ付け前に圧力作動室PAに不活性ガスを封入すると、ロウ付け時の加熱により圧力作動室PA内の圧力が増大し、ダイアフラム383が変形し破損する虞れがある。
Since the
これに対し本実施の形態によれば、アッセンブリASYを収容保持可能な製造装置200Aを用いて、定圧弁300を製造している。具体的には、圧力作動室PAへの不活性ガスの封入の前に、ロウ付けを行ったアッセンブリASYを製作し、このアッセンブリASYごと製造装置200A内にセットして、圧力作動室PAに不活性ガスを封入しつつパワーエレメント380の溶接を行っている。これにより、ダイアフラムの変形や破損を回避して、定圧弁300を製造することが可能となる。
On the other hand, according to the present embodiment, the
(定圧弁の動作)
図1を参照して、定圧弁300の動作例について説明する。不図示のコンプレッサで加圧された冷媒(流体)は、コンデンサで液化され、流入管305を介して定圧弁300に送られる。定圧弁300から排出された冷媒はエバポレータに送り出され、エバポレータで、エバポレータの周囲を流れる空気と熱交換される。更にエバポレータを通過した冷媒は、コンプレッサ側へ戻される。このように、冷媒循環システム内を冷媒が循環する。
(Operation of constant pressure valve)
An example of the operation of the
定圧弁300には、コンデンサから高圧冷媒が供給される。より具体的には、コンデンサからの高圧冷媒は、流入管305に進入し、ばね受け部材343を通過して弁体330の周囲に達する。
High pressure refrigerant is supplied to the
本実施形態において、下部空間LSは、流出管304を介してエバポレータの冷媒入口と連通している。このため、流出管304へと流れる冷媒の圧力に応じて、ダイアフラム383により隔てられた圧力作動室PA内の作動ガスの体積が変化する。圧力作動室PA内の作動ガスの内圧が減少すると、コイルばね341の付勢力に抗しきれずにダイアフラム383と共に作動棒350は上方向に変位し、弁体330が弁座327に着座する。
In this embodiment, the lower space LS communicates with the refrigerant inlet of the evaporator via the
一方、圧力作動室PA内の作動ガスの内圧が増大すると、コイルばね341の付勢力に抗してダイアフラム383と共に作動棒350は下方向に変位し、弁体330が弁座327から離間する。こうして定圧弁300の開状態と閉状態との間の切り換えが行われる。
On the other hand, when the internal pressure of the working gas in the pressure working chamber PA increases, the working rod 350 is displaced downward together with the
定圧弁300が開状態であると、弁体330と弁座327との間を通過した冷媒は、作動棒挿通路323と横穴324に進入し、一部は連通穴326を介して下部空間LSに至り、残りは流出管304からエバポレータへと送られる。このように定圧弁300では、エバポレータへと戻る冷媒の圧力に応じて、定圧弁300からエバポレータに向けて供給される冷媒の量が自動的に調整される。
When the
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されない。本発明の範囲内において、上述の実施形態の任意の構成要素の変形が可能である。また、上述の実施形態において任意の構成要素の追加または省略が可能である。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments. Variations in any of the components of the embodiments described above are possible within the scope of the invention. Moreover, any component can be added or omitted in the embodiments described above.
1 :膨張弁
8 :パワーエレメント
100 :冷媒循環システム
101 :コンプレッサ
102 :コンデンサ
104 :エバポレータ
200,200A :製造装置
210 :筐体本体部
220 :カバー部
230,230A :保持軸
300 :定圧弁
380 :パワーエレメント
1 : Expansion valve 8 : Power element 100 : Refrigerant circulation system 101 : Compressor 102 : Condenser 104 :
Claims (6)
所定圧のガスを内部に密封可能であり、開口部を備えた筐体と、
前記開口部を覆う光透過部材と、
前記筐体内に配置され、前記蓋部材と、前記ダイアフラムと、前記受け部材とを重ねた状態で保持する保持軸と、
前記保持軸を回転させる駆動源と、
前記筐体の外部から前記開口部を介して、前記蓋部材と前記受け部材との重ね合わせ部にレーザ光を照射して溶接を行うレーザ光源と、を有し、
前記保持軸は、上部軸と下部軸とを同軸に配置してなり、
前記上部軸は、前記蓋部材の周縁が当接する上部軸周囲部、前記上部軸周囲部の中央に形成された上部軸凹部、および前記上部軸の外周と上部軸凹部の内周とを連通する上部軸連通孔を有し、
前記下部軸は、前記受け部材の周縁が当接する下部軸周囲部、前記下部軸周囲部の中央に形成された下部軸凹部、および前記下部軸の外周と下部軸凹部の内周とを連通する下部軸連通孔を有する、
ことを特徴とするパワーエレメントの製造装置。 A power element manufacturing device in which a diaphragm is sandwiched between a lid member and a receiving member,
A casing that can seal gas at a predetermined pressure inside and has an opening;
a light transmitting member that covers the opening;
a holding shaft that is disposed within the housing and holds the lid member, the diaphragm, and the receiving member in a stacked state;
a drive source that rotates the holding shaft;
a laser light source that performs welding by irradiating a laser beam from the outside of the casing to the overlapping portion of the lid member and the receiving member through the opening ,
The holding shaft has an upper shaft and a lower shaft arranged coaxially,
The upper shaft communicates with an upper shaft periphery that a peripheral edge of the lid member comes into contact with, an upper shaft recess formed at the center of the upper shaft periphery, and an outer periphery of the upper shaft and an inner periphery of the upper shaft recess. Has an upper shaft communication hole,
The lower shaft communicates with a lower shaft periphery that the peripheral edge of the receiving member contacts, a lower shaft recess formed at the center of the lower shaft periphery, and an outer periphery of the lower shaft and an inner periphery of the lower shaft recess. Has a lower shaft communication hole,
A power element manufacturing device characterized by:
ことを特徴とする請求項1に記載のパワーエレメントの製造装置。 the gas is an inert gas;
The power element manufacturing apparatus according to claim 1, characterized in that:
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のパワーエレメントの製造装置。 The housing is divisible along the rotational axis direction of the holding shaft.
The power element manufacturing apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that:
ことを特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載のパワーエレメントの製造装置。 the lower shaft holds the receiving member brazed to other parts;
The power element manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized in that:
前記蓋部材の周縁が当接する上部軸周囲部、前記上部軸周囲部の中央に形成された上部軸凹部、および上部軸の外周と上部軸凹部の内周とを連通する上部軸連通孔を有する上部軸と、前記受け部材の周縁が当接する下部軸周囲部、前記下部軸周囲部の中央に形成された下部軸凹部、および下部軸の外周と下部軸凹部の内周とを連通する下部軸連通孔を有する下部軸とを用いて、前記蓋部材と、前記ダイアフラムと、前記受け部材とを重ねた状態で筐体内に保持し、
前記筐体内に、所定圧のガスを注入し、
前記蓋部材と前記ダイアフラムと前記受け部材とを回転させながら、前記筐体の外部から、前記蓋部材と前記受け部材との重ね合わせ部にレーザ光を照射して溶接を行って、被溶接物を形成し、
前記筐体内の前記ガスを排出して、前記被溶接物を前記筐体から取り出す、
ことを特徴とするパワーエレメントの製造方法。 A method for manufacturing a power element in which a diaphragm is sandwiched between a lid member and a receiving member,
The upper shaft periphery has an upper shaft periphery that the periphery of the lid member comes into contact with, an upper shaft recess formed in the center of the upper shaft periphery, and an upper shaft communication hole that communicates the outer periphery of the upper shaft with the inner periphery of the upper shaft recess. an upper shaft, a lower shaft periphery with which a peripheral edge of the receiving member comes into contact, a lower shaft recess formed in the center of the lower shaft periphery, and a lower shaft communicating with the outer periphery of the lower shaft and the inner periphery of the lower shaft recess; holding the lid member, the diaphragm, and the receiving member in a stacked state in a housing using a lower shaft having a communication hole ;
Injecting gas at a predetermined pressure into the housing,
While rotating the lid member, the diaphragm, and the receiving member, welding is performed by irradiating the overlapped portion of the lid member and the receiving member from outside the housing with a laser beam, thereby welding the object to be welded. form,
discharging the gas in the casing and taking out the workpiece from the casing;
A method for manufacturing a power element characterized by:
前記蓋部材が、対向する面同士を連通する穴を有しない板材から形成されている、
ことを特徴とするパワーエレメントの製造方法。 A method for manufacturing a power element according to claim 5, comprising:
The lid member is formed from a plate material that does not have a hole that communicates between opposing surfaces.
A method for manufacturing a power element characterized by:
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